利用重离子核反应的碎片截面测量极度丰中子核的对称能

<正>对称能是原子核形成中的重要约束量.丰中子核的对称能对于中子滴线的位置(新同位素产生)、中子皮厚度、低密度核结构和性质、天体物理研究等等具有重要意义.利用重离子核反应产生碎片的截面可以很好地提取丰中子核对称能.但目前这种方法要对多个炮弹碎裂反应进行测量.基于一个修改的Fisher模型(modified Fisher model,MFM),利用单个炮弹碎裂反应即可从其碎片截面提取极度丰中子核的对称能,极大地节约实验测量工作量.     

关于重丰中子远离核研究的实验方法

简单地介绍了重丰中子远离核研究的科学意义,报告了重丰中子新核素的产生、分离和鉴别方法。     

~(16)C反应截面和去中子截面的研究

实验测量了能量为38A MeV的16 C在12 C靶上的反应截面和去中子截面.利用有限力程Glauber模型进行计算并与实验结果进行比较得出,16 C主要为芯核(14 C)加价中子(2n)的双核子晕核,其中价中子主要分布在2s1/2轨道上.该实验进一步在更低能量下获得实验数据并和Glauber模型计算值符合得很好.     

中子核数据测量进展及展望

中子核数据是核物理基础研究、核能开发与利用以及核技术发展的基础数据,其质量直接关系到核装置等与核相关的产品的有效性、安全性与经济性.因此自中子发现以来,对中子核数据的研究已进行了80多年,各发达国家仍然不断地投入大量的人力物力进行研究,不断提高各数据库的质量,为基础研究、国防科技和国民经济服务.中子核数据研究包括实验测量、理论评价与宏观检验三部分,本文介绍了中子核数据测量方面的进展,主要包括测量平台与方法、中子反应数据和裂变数据实验测量方面的进展,最后进行了展望.     

重丰中子核的一种特性

重丰中子核具有一种特殊的衰变性质,即β-延发裂变。简单介绍这一衰变模式的基本过程,指出了它的研究意义和研究现状,扼要叙述我们的进展情况。     

计算平均中子辐照量新公式的验证

最近的研究结果指出,低质量AGB(asymptotic giant branch)星辐射s-过程核合成模型氦壳层核合成区域的中子辐照量分布,同以前的对流核合成模型一样仍然非常接近指数分布;但是每个脉冲的中子辐照量Δτ和平均中子辐照量τ0之间的关系却不再是τ0=-Δτ/lnr,而近似为τ0=-Δτ/ln{q[1.002 0+0.660 2(r-q)+4.612 5(r-q)2-10.896 2(r-q)3+13.913 8(r-q)4]}(r为重叠因子,q为13C壳层占氦壳层的质量比例).利用文献对26颗Ba星以及太阳系s-过程元素观测丰度恒星模型核合成数值计算的拟合结果,以及经典模型的拟合结果,对新关系式进行了检验.结果表明,该关系式对其中的19颗Ba星以及太阳系都是适用的,对于另外7颗Ba星,关系式的失效可从模型参量数值的选择以及2种拟合机制的差异性等方面得到解释.研究结果证明了新关系式的可靠性.     

AGB星s-过程核合成:中子辐照量渐近分布

根据13C壳层在脉冲间隔期间辐射燃烧释放中子的AGB星s(slow) 过程核合成模型,采用3层简化假设,研究了氦中间壳层的中子辐照量渐近分布。结果表明,中子辐照量分布不再是通常所认为的指数形式,曲线先有一个简短的上升然后再单调下降,但除中子辐照量较低的一个小区域外,分布曲线仍与指数分布非常接近。这与根据恒星模型进行的核合成计算结果一致。     

利用直接核反应研究轻丰中子核的奇特结构

直接核反应是研究丰中子区核结构的重要手段．我们发展了质子标记的敲出反应实验方法,并用于^6He和^8He的结构研究,给出了^7He共振态至今最精确的测量结果．发展了多中子关联测量技术,并基于此重建了^8He激发态以及研究了^8He中的双中子关联．通过屹Be的非弹散射实验,观测到若干共振态,构成^6He＋^6He和^4He＋^8He两条分子转动带,支持挖Be的α-4n-α集团结构．     

AGB星s-过程核合成:铁种子核受中子照射的概率

根据3种典型的AGB星s-过程核合成模型的中子辐照量分布,讨论了各恒星模型氦壳层区域内受中子照射的铁种子核数目比率(或铁种子核受中子照射的概率).该值在一定程度上反映了s-过程核合成模型的特点.结果表明,所有概率都随重叠因子r单调增加,r=1时,存在极限值1.在辐射s-过程核合成模型的情形,概率对13C壳层占氦壳层的质量比例q的变化很敏感.     

聚变-裂变增殖堆包层的初步中子学设计

 基于国际热核实验堆ITER的堆芯参数和套管结构,对聚变-裂变增殖堆包层的进行了初步中子学设计。基于国际热核实验堆的堆芯参数提出了采用套管结构,以天然金属铀为燃料和硅酸锂为氚增殖剂的快裂变-增殖堆包层的初步中子学设计设计方案。使用FENDL 2.1核数据库及MCNP程序自带的核数据库,用MCNP程序对套管结构快裂变-增殖堆包层进行一维的方案筛选及三维中子学的计算分析。计算分析包层内的一维功率密度分布、产氚率、钚增殖率分布,通过优化设计分析给出合理的包层设计方案,并计算氚增殖率TBR、能量放大倍数M、有效增值系数k_eff、裂变增殖比等参数。     

太阳系的中子辐照量分布

采用星系化学演化解析模型,结合脉冲AGB星慢中子俘获(s-过程)核合成理论,以AGB星s-过程单辐照解为前提,推导了单辐照情况下太阳系的中子辐照量分布,并将所得结果与利用参数化s-过程模型的计算结果及采用规范多事件s-过程模型的计算结果进行了比较,研究发现,计算结果与文献给出的中子辐照量分布在趋势上是一致的,但量级上有些偏差.这证明了只考虑AGB星的单辐照情况还不足以解释太阳系的中子辐照量分布,还应该考虑中子辐照量指数分布的贡献.     

人体模型内中子剂量分布的研究

单能中子束垂直入射到人体模型内中子剂量的分布,假定模型主要由氧、碳、氢和氮四种元素组成。计算中考虑了弹性散射、非弹性散射、带电粒子发射和辐射俘获。采用蒙特—卡罗方法进行计算,对~1H(n,r)~2D 的剂量用扩散理论处理。文中给出了单能中子和俘获γ的剂量当量与贯穿深度分布。     

用MCNPX计算ADS金属靶散裂中子产额及散裂源中子效率

为了分析加速器驱动系统（ADS）中质子束能量对金属靶散裂产生的中子产额及靶内中子能谱、靶表面的泄漏谱的影响,利用MCNPX对ADS的重金属铅靶、钨靶在不同能量的质子束轰击下的中子产额、中子能谱及靶表面的中子泄漏谱进行了模拟计算,与国际上其他研究机构的模拟结果进行了比较,结果相近.并对铅靶、钨靶的中子产额及泄漏谱进行比较,模拟结果是钨靶的中子产额较铅靶的中子产额大但中子泄漏谱计数较铅的小.结合MCNP5还对一个次临界基准体系中散裂源中子相对于裂变中子的效率进行了计算.     

蒙特卡罗方法在中子测井屏蔽中的应用

利用蒙卡罗方法模拟研究了在套管中子测井条件下，铜、银、含硼聚乙烯（含10％B4C聚乙烯）、钨、镉、铝不同厚度对中子的屏蔽效果．以及中子源到屏蔽层距离对屏蔽效果的影响。结果表明：用不同屏蔽材料对中子进行屏蔽，得到的中子能量分布相差很大。相同厚度下，银做屏蔽材料时．总中子和小于0．1MeV能量范围内的中予计数最小，钨在14MeV～0．1MeV中子能量区的计数最小.     

中子输运理论在中子测井数值模拟中的应用及校正图版制作

讨论了中子输运理论在中子测井数值模拟中的应用，用国际通用的核数据库和中子输运离散纵标程序ＤＯＴ４．２对不同岩性、几何尺寸和地质环境条件（如岩层化度等）的模型井进行了响应曲线的数值模拟计算，从而实现了中子测井的正演计算，同时根据计算结果制作了不同测井环境条件下的理论校正图版，结果令人满意，研究结果测井工作有一定的参考价值。     

丰中子^112,114,116Pd核的集体带结构

通过对＾２５２Ｃｆ自发裂变产生的瞬发γ谱的实验测量，对＾１１２，１１４，１１６Ｐｄ三个极端丰中子核的高自旋态结构进行了研究。除扩展了基带能级外，识别了γ振动带结构，在＾１１４Ｐｄ与＾１１６Ｐｄ中，各自发现了一个可能是基于质子组态混合的八极集体带。对这几个核的集体带特性进行了讨论。     

医院中子照射器堆芯中子学参数计算方法

 建立了利用WIMS+CITATION计算医院中子照射器I型堆(IHNI-I)堆芯中子学参数的模型。栅元群常数计算采用WIMS束棒几何模型,控制棒、顶铍反射层、底铍反射层、侧铍反射层以及堆芯每一环燃料元件作为不同栅元类型;全堆芯计算采用CITATION程序R-z几何模型。计算了堆芯的功率分布、顶铍反应性价值、控制棒价值、温度系数、堆芯燃耗等中子学参数,计算结果与文献数据一致。本文所建立的计算模型可用于IHNI-I堆芯的物理计算。     

入射能量在20MeV以下23Na的中子核数据的计算与评价

计算和评价了23Na的中子核数据,中子入射能量小于20MeV.计算和评价的内容为各反应道的截面、弹性散射角分布、能谱和所有出射粒子的双微分截面,还包括伽马产生值:多重数、角分布和能谱.评价工作以实验数据和核模型计算为基础.我们的理论计算结果和实验数据符合的较好,并且符合于现有的评价库文件JENDL3.3.ENDF/B7.CENDL2和JEFF3.1.     

关于检测爆炸物的数字化脉冲中子发生器的研制

利用陶瓷制成靶中子管,研制了检测爆炸物的数字化脉冲中子发生器.该中子发生器具有小型便携、数字化控制和远程控制功能,可以产生直流中子、脉冲中子和复合脉冲中子.最大中子产额可以达到2×108个/s,最小中子脉冲宽度为10μs,最大脉冲频率为10kHz.发生器的中子产额和中子时间谱经中国工程物理研究院测试,满足PFTNA中子检测法检测爆炸物的要求.此外,发生器还可以应用于其他中子测试以及工业在线中子多元素分析领域.     

中子在现代物理研究中的重要性

中子的研究在现代物理中至关重要.作为物质组成的一个基石,中子的结构在人们对非微扰区的QCD研究中起着非常重要的作用,中子通过弱衰变至质子,因此在基本对称性及弱电标准模型的验证中也扮演重要角色.本文将介绍中子形状因子、核子/介子与夸克/胶子相变以及中子电偶极矩测量等几个方向的重要进展,并阐述中子在现代物理研究中的重要作用.